基于TCP的网络应用程序

        最近在看网络编程方面的知识，记一下笔记。

 Socket简介

        网络编程的实现可以有多种方式，Windows Socket 就是其中一种，比较 简单的实现方法。Socket 是连接应用程序与网络驱动程序的桥梁，Socket在应用程序中创建，通过绑定操作与驱动程序建立关系。此后，应用程序送给Socket 交给驱动程序向网络上发送出去。计算机从网络上收到与该Socket绑定的IP地址和端口号相关的数据后，由驱动程序交给Socket,应用程序便可从Socket中提取接收到的数据。网络应用程序就是这样通过socket进行数据的发送与接收的。

端口

为了标识通信实体中进行通信的进程（应用程序），TCP/IP 协议提出了协议端口（protocol port, 简称端口）的概念。

       端口是一种抽象的软件结构（包括一些数据结构和I/O缓冲区）。应用程序通过系统调用与某端口建立连接（binding）后，传输层伟给该端口的数据都被相应的进程所接收，相应进程发给传输层的数据都通过该端口输出。

        端口用一个整数型标识符来表示，即端口号，端口号跟协议相关，TCP/IP传输层的两个协议TCP和UDP是完全的两个软件模块，因此各自的端口号也相互独立。也就是说，基于TCP和UDP的不同的网络应用程序，它们可以拥有相同的端口号。端口使用一个16位的数字来表示，它的范围是0~65536，1024以下的疝号保留给预定义的服务。

客户机/服务器模式

        客户机/服务器模式： 在TCP/IP 网络应用中，通信的两个进程间相互作用的主要模式 是客户机/服务器模式（client/server），即客户向服务器提出请求，服务器接收到请求后，提供相应的服务。

        客户机/服务器模式在操作的过程中采取的是主动请求的方式。

      首先服务器方要先启动，并根据请求提供相应服务。  

         1. 打开通信通道并告知主机，它愿意在某一地址和端口号上接收客户请求。

         2.等待客户请求到达端口

         3.接收到重复服务请求，处理该请求并发送应答信号。接收到并发服务请求，要激活一个新的进程（或线程）来处理这个客户请求。新进程（或线程）处理此客户请求，并不需要对其他请求作出应答。服务完成后，关闭此新进程与客户的通信链路并终止。

         4.返回第二步，等待另一客户请求。

         5.关闭服务器。

          而客户方：

          1.打开一个通信通道，并连接到服务器所在主机的特定端口。

          2.向服务器发送服务请求报文，等待并接收应答；继续提出请求。

          3.请求结束后关闭通信通道并终止。

 基于TCP(面向连接)的socket编程

          基于TCP(面向连接的)socket编程的服务器端程序流程如下：

          1.创建套接字（socket）.

          2.将套接字绑定到一个本地地址和端口上（bind）。

          3.将套接字设为监听模式，准备接收客户请求（listen）.

          4.等待客户请求到来；当请求到来后，接受连接请求，反回一个新的对应于些次连接的套接字（accept）

          5.用返回的套接字和客户端进行通信（send/recv）.

          6.返回，等待另一客户请请求。

          7.关闭套接字。

         

          基于TCP(面向连接)socket编程的客户端程序流程如下：

          1.创建套接字（socket）。

          2.向服务器发出连接请请求（connect）。

          3.和服务器进行通信（send/recv）。

          4.关闭套接字。

   

           在服务器端，当调用accept函数时，程序就会等待，等待客户端调用connect函数发出连接请求，然后服务器端接受该请求，于是双方就建立了连接。之后。服务器端和客户就可以利用send 和recv 函数进行通信了。在客户端并不需要调用bind 函数， 因为服务器需要接收客户端的请求，所以必须告诉本地主机打算在哪个IP地址和端口上等待客户请求。因此必须调用 bind 函数来实现这一功能。而对客户端来说，当它发起连接请求，服务器端接受该请求后，在服务器端就保真了该客户端的IP地址和端口的信息。这样，对服务器端来说，一旦建立连接之后，实际上它已经保存了客户端的IP地址和端口号信息，因此就可以利用把返回的套接字调用send/recv函数与客户端进行通信。

//注 这里用于WinSock库中的函数，需要为程序链接相应的 ws2_32.lib 文件，VS2012 添加方法  菜单-项目-配置属性-链接器-输入-附加依赖项， 加入ws2_32.lib.  (在服务器端和客户端都要添加)。

建立空 Win32 Console Application 类型的空项目TCPSrv  和 空项目 TCPClient,  分别添加 源文件：TcpSrv.cpp 和 TcpCleint.cpp

代码:

//TCPSrv.cpp #include <Winsock2.h>#include <stdio.h>void main(){WORD wVersionRequested;WSADATA wsaData;int err;wVersionRequested = MAKEWORD(1,1);err = WSAStartup(wVersionRequested, &wsaData);   //根据socket版本，加载套接字库 if(err != 0){return;}if(LOBYTE(wsaData.wVersion) != 1 ||     //低字节为主版本HIBYTE(wsaData.wVersion) != 1)      //高字节为副版本{WSACleanup();return;}printf("server is operating!");//创建用于监听的套接字SOCKET sockSrv = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);SOCKADDR_IN addrSrv;     //定义sockSrv发送和接收数据包的地址addrSrv.sin_addr.S_un.S_addr = htonl(INADDR_ANY);addrSrv.sin_family = AF_INET;addrSrv.sin_port = htons(6000);//绑定套接字, 绑定到端口bind(sockSrv,(SOCKADDR*)&addrSrv,sizeof(SOCKADDR));//将套接字设为监听模式， 准备接收客户请求listen(sockSrv,5);   //最大队列数目为5SOCKADDR_IN addrClient;   //用来接收客户端的地址信息int len = sizeof(SOCKADDR);while(1){//等待客户请求到来//在服务器端，当调用accept函数时，程序就会等待，等待客户端调用connect//函数发出连接请求，然后服务器端接受该求，于是双方就建立了连接。//然后服务器端和客户端就可以利用send 和recv函数进行通信了。//当客户端请求到来时，该函数接受该请求，建立连接，

//同时它将返回一个相对于当前这个新连接的一个套接字，//保存于sockConn变量中，然后利用这个套接字与客户端进行通信，

//而原来的套接字仍继续监听客户端的连接请求。SOCKET sockConn = accept(sockSrv,(SOCKADDR*)&addrClient,&len);char sendBuf[100];sprintf_s(sendBuf,"Welcome %s to 306 lab",inet_ntoa(addrClient.sin_addr));printf("%s\n",inet_ntoa(addrClient.sin_addr));//通过已连接的sockConn套接字发送数据send(sockConn,sendBuf,strlen(sendBuf)+1,0);        char recvBuf[100];recv(sockConn,recvBuf,100,0);printf("%s\n",recvBuf);closesocket(sockConn);}}//TcpCleint.cpp#include <Winsock2.h>#include <stdio.h>void main(){WORD wVersionRequested;WSADATA wsaData;int err;wVersionRequested = MAKEWORD(1,1);   //使用版本为1.1的套接字err = WSAStartup(wVersionRequested,&wsaData);if(err != 0){return;}if(LOBYTE(wVersionRequested) !=1 ||HIBYTE(wVersionRequested != 1)){WSACleanup();return;}SOCKET sockClient = socket(AF_INET, SOCK_STREAM,0);sockaddr_in  addrSrv;addrSrv.sin_addr.S_un.S_addr = inet_addr("127.0.0.1");    //本机addrSrv.sin_family = AF_INET;addrSrv.sin_port = htons(6000);//向服务器发出连接请求connect(sockClient,(SOCKADDR*)&addrSrv,sizeof(SOCKADDR));//接收数据char recvBuf[100];recv(sockClient,recvBuf,100,0);printf("%s\n",recvBuf);//发送数据send(sockClient,"This is lisi",strlen("This is lisi")+1, 0);//关闭套接字closesocket(sockClient);WSACleanup();system("pause");}

结果：

Server:

Client:

socket的详细介绍：http://goodcandle.cnblogs.com/archive/2005/12/10/294652.aspx